DE69929840T2 - Verfahren und Apparat zur Reduktion von mikrobieller Aktivität in einem kontinuierlichen Strom eines flüssigen Produktes mittels unter Druck stehendem Kohlendioxid - Google Patents

Verfahren und Apparat zur Reduktion von mikrobieller Aktivität in einem kontinuierlichen Strom eines flüssigen Produktes mittels unter Druck stehendem Kohlendioxid Download PDF

Info

Publication number
DE69929840T2
DE69929840T2 DE69929840T DE69929840T DE69929840T2 DE 69929840 T2 DE69929840 T2 DE 69929840T2 DE 69929840 T DE69929840 T DE 69929840T DE 69929840 T DE69929840 T DE 69929840T DE 69929840 T2 DE69929840 T2 DE 69929840T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mixture
carbon dioxide
liquid
liquid product
continuous process
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69929840T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69929840D1 (de
Inventor
Richard E. Lockport Wildasin
James Lockport Forbes
Raymond J. Naperville Robey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Florida
University of Florida Research Foundation Inc
Original Assignee
University of Florida
University of Florida Research Foundation Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Florida, University of Florida Research Foundation Inc filed Critical University of Florida
Publication of DE69929840D1 publication Critical patent/DE69929840D1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE69929840T2 publication Critical patent/DE69929840T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61LMETHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L2/00Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor
    • A61L2/16Methods or apparatus for disinfecting or sterilising materials or objects other than foodstuffs or contact lenses; Accessories therefor using chemical substances
    • A61L2/18Liquid substances or solutions comprising solids or dissolved gases
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12MAPPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00Apparatus for enzymology or microbiology
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/015Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with pressure variation, shock, acceleration or shear stress or cavitation
    • A23L3/0155Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with pressure variation, shock, acceleration or shear stress or cavitation using sub- or super-atmospheric pressures, or pressure variations transmitted by a liquid or gas
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A23FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
    • A23LFOODS, FOODSTUFFS, OR NON-ALCOHOLIC BEVERAGES, NOT COVERED BY SUBCLASSES A21D OR A23B-A23J; THEIR PREPARATION OR TREATMENT, e.g. COOKING, MODIFICATION OF NUTRITIVE QUALITIES, PHYSICAL TREATMENT; PRESERVATION OF FOODS OR FOODSTUFFS, IN GENERAL
    • A23L3/00Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs
    • A23L3/34Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with chemicals
    • A23L3/3454Preservation of foods or foodstuffs, in general, e.g. pasteurising, sterilising, specially adapted for foods or foodstuffs by treatment with chemicals in the form of liquids or solids

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nutrition Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Non-Alcoholic Beverages (AREA)
  • Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Diese Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung für die Verarbeitung von Flüssigkeiten, um die darin vorliegende mikrobielle und/oder enzymatische Aktivität zu reduzieren, und genauer auf die Verwendung von unter Druck stehendem Kohlendioxid zur Bewerkstelligung einer Reduktion der mikrobiellen und/oder enzymatischen Aktivität.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es bestehen viele Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit von flüssigen Produkten wie z.B. Orangensaft, Apfelsaft, Milch, Latexfarben, Erdnussbutter, Suppe usw.
  • In kommerzieller Hinsicht sind thermische Verfahren wie z.B. die Pasteurisierung die vorherrschenden Verfahren bei der Erhöhung der Haltbarkeit von flüssigen Nahrungsmitteln. Ebenfalls wird die Ultrahochdruckbehandlung für flüssige Nahrungsmittel benutzt, jedoch weit weniger häufig.
  • In Hochdruckbehandlungseinrichtungen werden Fluide, die eine mikrobielle Kontamination aufweisen, zur Vernichtung der Mehrzahl der Bakterien hydrostatisch unter Druck gesetzt. In derartigen Systemen werden Drücke erzeugt, die bis zu 2068 bar (30.000 psia) oder mehr erreichen. Eine solche hydrostatische Behandlung zerstört jedoch keine Enzyme, ist aufgrund der sehr hohen Drücke unsicher, ein zeitraubendes Verfahren, diskontinuierlich anstatt kontinuierlich, und sie ist aufgrund der hohen Kapitalkosten für die erforderliche Ausrüstung teuer.
  • Weitere Verfahren zur Erhöhung der Haltbarkeit von Flüssigkeiten beinhalten die Kernbestrahlung, die Exposition an Ultraviolettlicht sowie die Anwendung von Mikrowellen. Diese Behandlungen sind teuer und zur Zeit kommerziell nicht weit verbreitet.
  • Die Homogenisierung unter Hochdruck ist zur Erhöhung der Haltbarkeit von Orangensaft und anderen Zitrusdirektsäften, wie in US-A-5 232 726, Clark et al., beschrieben, verwendet worden. Hier ist offenbart, dass ein zu verarbeitender Zitrusfruchtsaft einem hohen Druck von etwa 1034 bar (15.000 psia) unterzogen wird, wobei das Ergebnis in einer signifikanten Reduktion der biologischen Aktivität in dem Saft besteht.
  • Kohlendioxid ist zum Inaktivieren von Enzymen in Nahrungsmitteln und zur Reduktion von mikrobiellen Populationen in Fruchtsäften wie in US-A-5 393 547, Balaban et al., beschrieben verwendet worden. Balaban et al. beschreiben ein Verfahren zum Inaktivieren von Enzymen in flüssigen Nahrungsmittelprodukten, wobei das Nahrungsmittel unter Druck stehendem Kohlendioxid ausgesetzt wird, was wiederum eine Kohlensäurelösung mit einem pH-Wert erzeugt, der ausreichend niedrig ausfällt, um die Enzyme in dem flüssigen Nahrungsmittel irreversibel zu inaktivieren. Das Verfahren von Balaban et al. ist angegebenermaßen für eine Nahrungsmittelverarbeitung entweder in einem diskontinuierlichen oder in einem kontinuierlichen Durchflussmodus anwendbar. Weiterhin geben Balaban et al. an, dass superkritisches Kohlendioxid mit einer Rate eingeleitet wird, die ausreichend hoch ist, damit zum Inaktivieren der Enzyme genügend Kohlendioxid in dem Nahrungsmittel gelöst wird. Nach der enzymatischen Inaktivierung fließt das Nahrungsmittel zu einem Abschnitt, in dem der Druck verringert wird und das freigesetzte Kohlendioxid für eine wiederholte Verwendung wiederverwendet werden kann.
  • US-A-5 704 276, Osajima et al., beschreibt ein Verfahren zur kontinuierlichen Deaktivierung von Enzymen in flüssigen Lebensmitteln unter Verwendung einer superkritischen Form von Kohlendioxid. Osajima et al. geben an, dass die Dichte des superkritischen Fluids geringer als diejenige des flüssigen Nahrungsmittels ist und dass das superkritische Kohlendioxid kontinuierlich in das flüssige Nahrungsmittel injiziert und in einer nachfolgenden Verfahrensstufe von dem Nahrungsmittel getrennt wird. Ebenfalls geben Osajima et al. an, dass ihr Verfahren das flüssige Nahrungsmittel desodorisiert und flüchtige Komponenten entfernt.
  • Arreola et al. beschreiben in "Effect of Supercritical Carbon Dioxide on Microbial Populations in Single Strength Orange Juice", Journal of Food Quality, Vol. 14 (1991), S. 275–284, die Auswirkung von superkritischem Kohlendioxid auf mikrobielle Populationen in Orangensaft. Unter Verwendung eines diskontinuierlichen Verfahrens schlossen Arreola et al. darauf, dass eine Kohlendioxidbehandlung unter Hochdruck zu einer mikrobiellen Reduktion in Orangendirektsaft sogar bei niedrigen Temperaturen führte. Weiterhin folgerten sie, dass eine Kombination aus hohem Druck, den Scherkräften, die der Orangensaft während der Druckbeabschlagung unterzogen wird, und einem geringeren pH-Wert aufgrund der temporären Ausbildung von Kohlensäure zu zusätzlichen inhibierenden Effekten auf die normale Flora in Orangensaft führen können. Während der in diesem Aufsatz beschriebenen Verarbeitung betrug die verwendete minimale Temperatur 35°C.
  • Eine Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines verbesserten Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zur Reduktion der mikrobiellen und/oder enzymatischen Aktivität in flüssigen Produkten.
  • Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens und einer verbesserten Vorrichtung zur Reduzierung der mikrobiellen und/oder enzymatischen Aktivität in flüssigen Produkten unter Verwendung von unter Druck stehendem Kohlendioxid, wobei die Verarbeitungstemperatur, der die Flüssigkeit ausgesetzt wird, die flüssigen Produkte nicht nachteilig beeinflusst.
  • Noch eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Verfahrens bzw. einer Vorrichtung mit kontinuierlichem Durchfluss zur Reduzierung der mikrobiellen und/oder enzymatischen Aktivität in flüssigen Produkten unter Verwendung von unter Druck stehendem Kohlendioxid.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es wird ein kontinuierliches Verfahren unter Verwendung eines unter Druck stehenden Stroms von Kohlendioxid für die Reduktion von in dem flüssigen Produkt vorhandenen Mikroorganismen und/oder für die Inaktivierung von einem oder mehreren Enzymen in einem unter Druck stehenden Strom des flüssigen Produkts beschrieben. Der Druck in den Strömungsbereichen wird auf einem Pegel gehalten, der dazu ausreicht, das Kohlendioxid in dichter Phase zu halten, jedoch bei einer Temperatur, bei der das flüssige Produkt nicht gefriert. Das unter Druck stehende Gemisch aus dem Kohlendioxid und der Flüssigkeit strömt zur Reduktion schädlicher Mikroorganismen und zum Inaktivieren unerwünschter Enzyme für einen ausreichend langen Zeitraum durch eine Reaktionszone und tritt anschließend in eine Mehrzahl von Expansionsstufen ein, in welchen der Druck der Gemischströmung genügend verringert wird, um die Trennung des Kohlendioxids von dem flüssigen Produkt zu ermöglichen. In mindestens einigen Expansionsstufen wird Wärme zugeführt, um ein Abkühlen der Gemischströmung auf den Gefrierpunkt des flüssigen Produkts zu verhindern. Zur Vermeidung eines Gefrierens des flüssigen Produkts kann Wärme zugeführt werden, damit die Temperatur gesteuert und kein Temperaturpegel überschritten wird, bei dem schädliche Effekte auftreten. (Das Gefrieren und eine übermäßig hohe Temperatur können auf die Qualität des Safts negative Auswirkungen haben. Bei Temperaturen über 40°C beginnt sich das Produkt zu zersetzen.)
  • Die vorliegende Erfindung ist dazu ausgelegt, zusammen mit jeder Flüssigkeit verwendet zu werden, die durch eine Leitung befördert werden kann. Die Flüssigkeit kann beispielsweise eine Getränkeprodukt wie z.B. Saft und Milch, ein halbflüssiges Nahrungsmittel wie z.B. Mayonnaise, Salat-Dressing, Suppe und Hüttenkäse, oder eine andere Flüssigkeit wie z.B. Farbe oder ein steriler injizierbarer Stoff sein.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Die Figur ist ein schematisches Ablaufdiagramm einer Vorrichtung, die das Verfahren der Erfindung ausführt.
  • Ausführliche Beschreibung der Erfindung
  • Auf die Figur Bezug nehmend wird unter Druck stehendes Kohlendioxid von einer Kohlendioxidzufuhr 10 durch einen optionalen Druckregler 12 in eine Pumpe 14 eingespeist, die den Druck des Kohlendioxidstroms erhöht und ihn anschließend durch ein Rückschlagventil 16 zu einer Verbindungsstelle 18 führt. Das Kohlendioxid wird bei der Pumpe 14 unter Druck gesetzt, um jegliches Aufkochen des dichtphasigen Kohlendioxids während der nachfolgenden Verfahrenstufen zu vermeiden.
  • Auf eine ähnliche Weise wird flüssiges Produkt von einem Flüssigkeitsprodukteinsatztank 20 durch ein Ventil 22 in eine Pumpe 24 eingespeist. Die Pumpe 24 erhöht den Einsatzdruck des flüssigen Produkts auf den gleichen Pegel wie denjenigen des dichtphasigen Kohlendioxids, das aus der Pumpe 14 austritt. Der unter Druck stehende flüssige Produkteinsatz strömt durch ein Rückschlagventil 26 zu der Verbindungsstelle 18, wo er sich mit dem unter Druck stehenden Kohlendioxidstrom kombiniert. Das Gemisch aus dem flüssigen Produkt und Kohlendioxid fließt anschließend zu einem Inline-Mischer 28, der im Wesentlichen eine Leitung mit vielen Ablenkeinbauten aufweist, welche die Kohlendioxid- und Flüssigkeitsproduktsströme gründlich miteinander vermischen. Natürlich können auch andere Mischvorrichtungen benutzt werden, die das erwünschte Ausmaß an Vermischung des Flüssigkeitsprodukts und des Kohlendioxids bewerkstelligen. Das flüssige Gemisch tritt aus dem Inline-Mischer 28 aus und wird durch eine Pumpe 30 weiter unter Druck gesetzt, bis es den Verfahrensdruck erreicht.
  • In Abhängigkeit von dem jeweiligen Flüssigkeitsprodukteinsatz variiert der Verfahrensdruck dementsprechend. Bevorzugt ist, dass der Verfahrensdruck in dem Bereich von 20,7 bar bis 1379 bar (300 psia bis 20.000 psia) liegt. Wenn Orangensaft als ein flüssiges Nahrungsmittel verarbeitet wird, reicht ein bevorzugter Druckbereich von etwa 120,7 bar bis etwa 151,7 bar (etwa 1750 psia bis etwa 2200 psia).
  • Ist das flüssige Gemisch aus der Pumpe 30 ausgetreten tritt es in eine Reaktionszone 32 ein, die über eine geeignete Größe und Länge verfügt, um eine ausreichend lange Kontakt- (oder Verweil)-Dauer für das Kohlendioxid und das flüssige Produkt zu ermöglichen, damit diese Stoffe auf eine Weise interagieren, welche Mikroorganismen reduziert und/oder unerwünschte Enzyme inaktiviert, die in dem flüssigen Produkt vorhanden sind. Die ausgewählte Verweildauer hängt von dem zu verarbeitenden flüssigen Produkt und seiner Durchflussrate sowie von der Größe und Länge der Reaktionszone ab. Es ist bevorzugt, dass die Verweildauer in der Reaktionszone in dem Bereich von etwa 1,0 bis etwa 15,0 Minuten liegt.
  • Beispielsweise beträgt für die Verarbeitung von Orangensaft bei einer Durchflussrate von 20–200 ml/min in einer Reaktionszone mit einer Länge von etwa 6,10 m (20 Fuß) und einer Rohrleitung mit einem Innendurchmesser von etwa 7,9 mm die bevorzugte Verweildauer etwa 1,5 bis 13,0 Minuten, und bevorzugter beträgt die Verweildauer etwa 3,0 Minuten.
  • Nachdem der flüssige Gemischstrom aus der Reaktionszone 32 ausgetreten ist strömt er in eine oder mehrere (optionale) Wechselwirkungskammern 34, in denen hohe Scherkräfte auftreten, die ein Bersten der mikrobiellen Zellwände in dem flüssigen Gemisch ermöglichen. Ein derartiges Vorgehen ermöglicht eine weitere Reduktion der mikrobiellen Populationen in dem flüssigen Gemisch. Wechselwirkungskammern mit hohen Scherkräften, die für einen Einschluss in diesem Verfahren geeignet sind, werden von Microfluidics International Corp., Newton, Massachusetts hergestellt.
  • An dieser Stelle muss der Druck des unter Druck stehenden Kohlendioxid/Flüssigkeitsprodukt-Gemisches auf eine derartige Weise verringert werden, dass ein Gefrieren des flüssigen Produkts (aufgrund des Joule-Thompson-Abkühleffekts der Expansion des Kohlendioxids) vermieden wird. Wenn der Druck in einer oder zwei Stufen auf den Umgebungsdruck abgesenkt wird, ist ein sehr großer Wärmeaustausch oder die Zufuhr von sehr viel zusätzlicher Wärme erforderlich. Wenn dem Gemisch zu viel Wärme zugeführt wird, werden entweder die Geschmackseigenschaften oder die Zusammensetzung des flüssigen Produkts beschädigt werden. Ebenfalls können wichtige flüchtige Stoffe wie z.B. Geschmackskomponenten abgeführt werden. Dementsprechend hat sich gezeigt, dass bei dem Druckreduktionsvorgang mit großer Sorgfalt vorgegangen werden muss, um das flüssige Gemisch zwischen den beiden Grenzwerten zu halten. Hierbei ist der untere Grenzwert der Gefrierpunkt des flüssigen Gemisches und der obere Grenzwert die maximale Temperatur, der das flüssige Produkt ausgesetzt werden kann, ohne dieses zu beschädigen.
  • In dem Fall von Orangensaft beträgt die maximale Temperatur etwa 60°C und die minimale Temperatur etwa 0°C. Bei der Auswahl eines Druckreduktionsschemas wird dementsprechend nach einem Druck/Enthalpie-Diagramm für Kohlendioxid vorgegangen, um den optimalen Druck und die optimale Erwärmungstemperatur zu bestimmen, der/die für mehrere Druckreduktionsstufen erforderlich sind, während der Orangensaft (in diesem Beispiel) bei einer Temperatur gehalten wird, die zwischen dem Pegel, bei dem eine Geschmacksbeeinträchtigung auftritt, und seinem Gefrierpunkt liegt. Es ist bestimmt worden, dass mindestens zwei Druckreduktionsstufen notwendig sind, jedoch werden mindestens drei Stufen bevorzugt.
  • Erneut auf die Figur Bezug nehmend umfasst die erste Druckreduktionsstufe eine Drucksteuerungsvorrichtung 36 wie z.B. einen Gegendruckregler, gefolgt von einem Wärmetauscher 38. Unter der Annahme, dass das zu verarbeitende flüssige Produkt Orangensaft ist und dass der Verfahrensdruck in der Reaktionszone 32 und der Wechselwirkungskammer 34 bei etwa 137,9 bar (2000 psia) liegt, reduziert eine erste Druckreduktionsstufe 35 den Druck des flüssigen Gemisches auf annähernd 42,4 bar (600 psig) und führt durch den Wärmetauscher 38 ausreichend Wärme zu, um das flüssige Gemisch auf etwa 30°C zu halten.
  • Eine zweite Druckreduktionsstufe 40 umfasst eine Drucksteuerungsvorrichtung 42 und einen Wärmetauscher 44, die zusammen den Druck des flüssigen Gemisches bis auf etwa 17,2 bar (250 psia) veningern und dessen Temperatur auf annähernd 30°C halten. Eine Druckreduktionsvorrichtung 46 als abschließende Stufe beinhaltet lediglich eine Drucksteuerungsvorrichtung 48, um den Druck des flüssigen Gemisches auf denjenigen Pegel zu verringern, bei dem das dichtphasige Kohlendioxid verdampft und von den flüssigen Produkten getrennt werden kann, während ein Verlust wichtiger flüchtiger Komponenten minimiert wird. In der in der Figur dargestellten Ausführungsform ist kein auf die Drucksteuerungsvorrichtung 48 folgender Wärmetauscher erforderlich, jedoch kann letzterer je nach Notwendigkeit bereitgestellt werden, um das flüssige Gemisch in dem erforderlichen Temperaturbereich zu halten.
  • Nach dem Austritt aus der Drucksteuerungsvorrichtung 48 tritt das flüssige Gemisch in einen Flüssigkeitsprodukt/Kohlendioxid-Abscheiderbehälter 50 oder in eine andere Sammelvorrichtung bei reduziertem Druck ein. Dort wird der Kohlendioxiddampf von dem flüssigen Produkt abgetrennt, eingefangen, durch einen Filter 52 und (falls erwünscht) durch einen Durchflussmesser 54 geführt und danach entweder an die Atmosphäre entlüftet oder durch eine (nicht dargestellte) Druckbeaufschlagungsstufe geleitet, um zurück zu der Kohlendioxidzufuhr 10 geführt zu werden. Der Flüssigkeitsproduktpool 56 kann durch ein Ventil 58 für eine nachfolgende Verarbeitung und/oder Verwendung abgelassen werden.
  • Es versteht sich, dass die in der Figur dargestellte Methode des kontinuierlichen Verfahrens durch die mehreren Druckreduktionsstufen praktikabel wird, die es ermöglichen, dass das flüssige Gemisch innerhalb der oben genannten Temperaturgrenzwerte gehalten wird. Infolgedessen wird ein kontinuierliches Verfahren zur Reduktion der mikrobiellen und/oder enzymatischen Aktivität bewerkstelligt, während das beim Stand der Technik bestehende prinzipielle Problem der diskontinuierlichen Verarbeitung überwunden wird, die in einer kommerziellen Umgebung eine unökonomische und unerwünschte Verarbeitungsprozedur darstellt.
  • Soll das Kohlendioxidgas wiederverwendet werden, wird dessen Durchleitung durch einen koaleszierenden Filter zur Entfernung von Tröpfchen des verarbeiteten flüssigen Produkts bevorzugt. Anschließend wird das Gas mittels Durchleiten durch einen kondensierenden Wärmetauscher zu dem flüssigen Zustand erneut kondensiert. Für eine zusätzliche Sicherstellung, dass das gelöste Kohlendioxid in dem verarbeiteten flüssigen Produkt entfernt wird, kann ein Flüssigkeitsprodukt/Kohlendioxid-Abscheider stromab von dem Abscheidertank 50 eine Anordnung zum Entlüften aufweisen.
  • Das nach der Verarbeitung verbleibende resultierende Gas kann zusätzliche wertvolle Aroma- und/oder Geschmacksstoffe mit sich führen. Zur Gewinnung oder Entfernung derartiger Aroma- oder Geschmacksstoffe kann ein Verfahren wie z.B. die Kondensation oder Absorption angewendet werden.
  • Es sollte sich verstehen, dass die obige Beschreibung die Erfindung lediglich illustriert. Es können verschiedene Alternativen und Modifizierungen von den Fachleuten ersonnen werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Claims (10)

  1. Kontinuierliches Verfahren zum Verringern von Mikroorganismen in einem flüssigen Produkt, wobei im Zuge des Verfahrens: a) ein unter Druck stehender Strom des flüssigen Produkts mit einem Strom von unter Druck stehendem, verflüssigtem Kohlendioxid kombiniert wird, um ein unter Druck stehendes Gemisch in einem Strömungszustand zu erzeugen, wobei das Kohlendioxid unter einem Druck steht, der hinreichend ist, um es in einem flüssigen Zustand zu halten, und sich bei einer Temperatur befindet, bei welcher das flüssige Produkt nicht gefriert; b) das unter Druck stehende Gemisch über einen Zeitraum durch eine Reaktionszone strömt, der hinreichend ist, um Mikroorganismen in dem flüssigen Produkt zu verringern; c) das unter Druck stehende Gemisch von der Reaktionszone durch mehrere Expansionsstufen geleitet wird, worin der Druck des strömenden Gemisches verringert wird, um das verflüssigte Kohlendioxid in dem strömenden Gemisch zu verdampfen; und d) in mindestens einigen der Expansionsstufen das strömende Gemisch mit Wärme beaufschlagt wird, um zu verhindern, dass ein Abkühlen des Kohlendioxids ein Frieren des flüssigen Produkts bewirkt.
  2. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt d) das Gemisch bei einer Temperatur in einem Bereich zwischen dem Gefrierpunkt des flüssigen Produkts und etwa 60°C gehalten wird.
  3. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt c) das strömende Gemisch durch zwei oder mehr Expansionsstufen geleitet wird, um das verflüssigte Kohlendioxid zu verdampfen.
  4. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt a) der unter Druck stehende Strom des Gemischs der Reaktionszone bei einem Druck im Bereich von etwa 20,7 bar bis etwa 1.379 bar (etwa 300 psia bis etwa 20.000 psia) zugeführt wird.
  5. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei in Schritt b) der unter Druck stehende Strom des Gemischs in der Reaktionszone für einen Zeitraum von mindestens 5 Sekunden bis etwa 30 Minuten gehalten wird.
  6. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem flüssigen Produkt um ein Nahrungsmittelprodukt handelt und bei dem Verfahren mindestens ein nicht erwünschtes Enzym inaktiviert wird.
  7. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei es sich bei dem flüssigen Produkt um ein flüssiges Saftprodukt handelt, wobei das Verfahren dafür ausgelegt ist, mindestens ein unerwünschtes Enzym in dem flüssigen Saftprodukt zu inaktivieren, wobei in Schritt b) die Kontaktzeit etwa 1,0 bis etwa 15 Minuten beträgt, um das mindestens eine unerwünschte Enzym zu inaktivie ren; und wobei in Schritt c) der Druck des strömenden Gemischs auf etwa 137,9 bar (2.000 psia) verringert wird.
  8. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei es sich bei dem Saft um einen Gemüse- oder Fruchtsaft handelt und wobei die Kontaktzeit im Schritt b) etwa 1,5 bis etwa 13 Minuten beträgt.
  9. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei in Schritt d) eine Temperatur des Gemischs in einem Bereich zwischen dem Gefrierpunkt des flüssigen Saftprodukts und etwa 30°C aufrechterhalten wird.
  10. Kontinuierliches Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei es sich bei dem Saft um Orangensaft handelt, die Kontaktzeit etwa 3,0 Minuten beträgt und in Schritt d) eine Temperatur des Gemischs von etwa 30°C aufrechterhalten wird.
DE69929840T 1998-08-10 1999-08-10 Verfahren und Apparat zur Reduktion von mikrobieller Aktivität in einem kontinuierlichen Strom eines flüssigen Produktes mittels unter Druck stehendem Kohlendioxid Expired - Fee Related DE69929840T2 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US314945 1994-09-29
US9596798P 1998-08-10 1998-08-10
US95967P 1998-08-10
US31494599A 1999-05-20 1999-05-20

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69929840D1 DE69929840D1 (de) 2006-04-20
DE69929840T2 true DE69929840T2 (de) 2006-09-14

Family

ID=26790801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69929840T Expired - Fee Related DE69929840T2 (de) 1998-08-10 1999-08-10 Verfahren und Apparat zur Reduktion von mikrobieller Aktivität in einem kontinuierlichen Strom eines flüssigen Produktes mittels unter Druck stehendem Kohlendioxid

Country Status (9)

Country Link
EP (1) EP0979657B1 (de)
JP (1) JP2000083634A (de)
KR (1) KR100397885B1 (de)
CN (1) CN1099258C (de)
AR (1) AR020145A1 (de)
BR (1) BR9903601A (de)
CA (1) CA2280240C (de)
DE (1) DE69929840T2 (de)
ES (1) ES2255207T3 (de)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6723365B2 (en) 1998-08-10 2004-04-20 University Of Florida Research Foundation, Inc. Method and apparatus for continuous flow reduction of microbial and/or enzymatic activity in a liquid product using carbon dioxide
US6994878B2 (en) 1998-08-10 2006-02-07 University Of Florida Research Foundation, Incorporated Method and apparatus for continuous flow reduction of microbial and/or enzymatic activity in a liquid beer product using carbon dioxide
JP3953321B2 (ja) * 2001-12-28 2007-08-08 大和製罐株式会社 超臨界二酸化炭素を用いた液状原料の処理装置
EP1415550A1 (de) * 2002-10-31 2004-05-06 LBG Invest & Consulting N.V. Verfahren und apparat zur inaktivierung von biologischen verunreinigungen in nahrungsmittelprodukten und in tierfutter
DE102005017407A1 (de) 2005-04-15 2006-10-19 Degussa Ag Verfahren zur Behandlung von natürlichen Ausgangsmaterialien mit Hilfe verdichteter Gase
KR100953877B1 (ko) * 2008-01-14 2010-04-22 재단법인서울대학교산학협력재단 생우유 살균 방법
WO2017124106A1 (en) 2016-01-15 2017-07-20 The Coca-Cola Company Continuous high pressure processing of food and beverage products
DE102017011752A1 (de) 2017-12-19 2019-06-19 Messer Industriegase Gmbh Verfahren zum inaktivieren von Mikroorganismen in Lebensmitteln

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3477856A (en) * 1965-11-10 1969-11-11 Us Agriculture Process for extraction of flavors
WO1990002799A1 (en) * 1988-09-12 1990-03-22 University Of Florida Inactivation of enzymes in food products with pressurized co¿2?
JP2569369B2 (ja) * 1989-06-23 1997-01-08 キッコーマン株式会社 醤油の製造法
US5520943A (en) * 1993-10-27 1996-05-28 Nippon Tansan Co., Ltd. Method for modifying the quality of liquid foodstuff
DE69419131T2 (de) * 1994-03-28 1999-12-09 Nestle Sa Verfahren zur Desaktivierung von Enzymen und Mikroorganismen
JP3042830B2 (ja) * 1996-01-29 2000-05-22 日本炭酸株式会社 超臨界流体による連続処理装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000017218A (ko) 2000-03-25
CN1099258C (zh) 2003-01-22
CN1245663A (zh) 2000-03-01
AR020145A1 (es) 2002-04-10
CA2280240A1 (en) 2000-02-10
KR100397885B1 (ko) 2003-09-13
CA2280240C (en) 2004-11-02
DE69929840D1 (de) 2006-04-20
ES2255207T3 (es) 2006-06-16
EP0979657A1 (de) 2000-02-16
JP2000083634A (ja) 2000-03-28
BR9903601A (pt) 2000-10-17
EP0979657B1 (de) 2006-02-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2536290B1 (de) Verfahren und uht-anlage zur behandlung hitzeempfindlicher flüssiger nahrungsmittelprodukte
DE69929840T2 (de) Verfahren und Apparat zur Reduktion von mikrobieller Aktivität in einem kontinuierlichen Strom eines flüssigen Produktes mittels unter Druck stehendem Kohlendioxid
WO2007107260A1 (de) Verfahren zur abtrennung leichtflüchtiger komponenten aus einem stoffgemisch sowie vorrichtung zur durchführung dieses verfahrens
EP2275763A1 (de) Vorrichtung zur Behandlung von Material, insbesondere von Gärresten oder Gärrestmischungen
DE2550117A1 (de) Verfahren zur umformung einer masse eines nicht gasfoermigen fluidproduktes in kuegelchen geringer abmessungen und vorrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens
DE69922547T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum aufkonzentrieren von feststoffhaltigem schlamm
CH668162A5 (de) Verfahren zur sterilisierung von fluessigkeiten und anlage zur durchfuehrung des verfahrens.
DE60115385T2 (de) Dampf-erhitzer
US6723365B2 (en) Method and apparatus for continuous flow reduction of microbial and/or enzymatic activity in a liquid product using carbon dioxide
DE102007017704B4 (de) Injektor und Verfahren zum Einleiten eines dampfförmigen Wärmeträgers in ein flüssiges Produkt
WO2019120693A1 (de) Verfahren zum inaktivieren von mikroorganismen in lebensmitteln
DE102010031729A1 (de) Verfahren zur Dealkoholisierung von Getränken und zugehörige Vorrichtung
DE69909746T2 (de) Apparat in einem infusionssystem fuer ein fluessiges lebensmittelprodukt
DE102006009614A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen oder Konzentrieren von Stoffen
CH493994A (de) Verfahren zur kontinuierlichen Sterilisierung einer Flüssigkeit sowie Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens
DE10018741C1 (de) Verfahren zur Pasteurisation von Getränken, insbesondere Bier
DE69914456T2 (de) Apparat in einem infusionssystem fuer ein fluessiges lebensmittelprodukt
WO1998000228A1 (de) Spaltmühle
US20040131739A1 (en) Method and apparatus for continuous flow reduction of microbial and/or enzymatic activity in a liquid product using carbon dioxide
WO2021013377A1 (de) Verfahren und anlage zur direkterhitzung eines proteinangereicherten milchprodukts mittels der einbringung von wasserdampf in dieses milchprodukt
CA2473995A1 (en) Method and apparatus for continuous flow reduction of microbial activity in a liquid product using pressurized carbon dioxide
DE10219813B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Trocknen und Sterilisieren von Lebensmitteln
DE19955178B4 (de) Verfahren und Anlage zur Behandlung des Zentrifugalsedimentes aus Separatoren
DE102019202549A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bereitstellen eines sterilisierten oder pasteurisierten flüssigen Lebensmittels
MXPA99007374A (en) Method and apparatus for continuous reduction of microbial activity flow in a liquid product using carbon dioxide presuriz

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee